KR20220043301A - 3차원 물표 이미지 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 물표 이미지 변환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하는 3차원 물표 이미지 변환 장치에 관한 것이다. 이를 위해 기 설정된 해역을 레이더를 통해 스캐닝하여 레이더 스캔 데이터를 생성하는 레이더부, 레이더 스캔 데이터를 수신받아 2차원 레이더 물표 정보와 3차원 레이더 물표 정보를 산출하는 레이더 물표정보 산출부, 2차원 레이더 물표 정보를 기초로 생성된 2차원 레이더 물표 이미지를 출력하고, 3차원 레이더 물표 정보를 기초로 3차원 이미지로 변환 생성된 3차원 레이더 물표 이미지를 출력하는 제어부를 포함하며, AIS 정보를 공유할 수 없는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치가 개시된다.

Description

3차원 물표 이미지 변환 장치{Converting apparatus of 3D target image}
본 발명은 3차원 물표 이미지 변환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하는 3차원 물표 이미지 변환 장치에 관한 것이다.
일반적으로 중대형 선박에는 상대 선박의 AIS 정보를 알 수 있는 장치가 마련되어 육상에 있는 운항 관제사에게 선박의 운항에 필요한 운항정보를 전달함으로써 운항 관제사의 해상교통통제에 도움을 주고 있다. 그러나 영세한 소형 선박에는 이러한 AIS 식별장치가 구비되어 있지 않고 레이더만 구비되어 있어 AIS 정보를 운항 관제사에게 전달할 수 없어 해상 교통관제에 어려움이 있다.
AIS 정보 없이 레이더 신호만으로 해상 교통관제를 수행하기에는 거리 및 방향에 따른 실제 선박의 크기를 예측하기 어려울 뿐만 아니라 레이더 스크린에 나타는 레이터 물표 심벌은 해상 교통 관제사가 인식하기 매우 작기 때문에 순간 방심으로 인해 해상 교통사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1531593 대한민국 등록특허공보 10-1453555 대한민국 공개특허공보 10-2017-0080416
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하여 가시화함으로써 2차원 레이더 물표 이미지에 비해 좀 더 현실감 있고 실제적인 크기를 거리 및 방향에 따라 제공함으로써 해상 교통 관제에 도움을 줄 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 기 설정된 해역을 레이더를 통해 스캐닝하여 레이더 스캔 데이터를 생성하는 레이더부, 레이더 스캔 데이터를 수신받아 2차원 레이더 물표 정보와 3차원 레이더 물표 정보를 산출하는 레이더 물표정보 산출부, 2차원 레이더 물표 정보를 기초로 생성된 2차원 레이더 물표 이미지를 출력하고, 3차원 레이더 물표 정보를 기초로 3차원 이미지로 변환 생성된 3차원 레이더 물표 이미지를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 레이더 물표정보 산출부는 레이더 스캔을 통해 수집된 레이드 스캔 데이터를 이용하여 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 산출하는 레이더 신호 반사량 산출부, 레이더 신호 반사량을 기초로 레이더 물표와의 거리 및 방향을 산출하는 거리 및 방향 산출부를 포함하며, 레이더 신호 반사량 산출부와 거리 및 방향 산출부를 통해 2차원 레이더 물표 정보를 산출한다.
또한, 레이더 물표정보 산출부는 레이더 신호 반사량 산출부로부터 입력된 레이더 신호 반사량을 레이더 물표와의 거리 및 방향을 기준으로 보정하여 레이더 반사량 보정 값을 산출하는 반사량 보정값 산출부를 더 포함하며, 레이더 신호 반사량 산출부, 거리 및 방향 산출부, 및 반사량 보정값 산출부를 통해 3차원 레이더 물표 정보를 산출한다.
또한, 제어부는 2차원 레이더 물표 정보를 기초로 2차원 레이더 물표 이미지를 생성 및 출력하는 2D 레이더 물표 이미지 산출부, 3차원 레이더 물표 정보를 기초로 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하는 3D 레이더 물표 이미지 변환부를 포함한다.
또한, 반사량 보정값 산출부는 레이더 신호 반사량 산출부로부터 입력된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 기 설정된 시간동안 수집하는 반사량 수집부, 반사량 수집부에서 제공된 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 서로 비교 평가하는 반사량 비교부, 레이더 물표와의 거리, 방향 및 송신 펄스폭을 포함한 적어도 어느 하나의 요인을 고려하여 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 기 정의된 기준을 기초로 필터링 하는 반사량 필터부, 반사량 필터부에 의해 제공된 필터링된 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 기초로 반사량 오차를 보정하기 위한 반사량 오차 값을 산출하는 반사량 오차값 산출부, 반사량 오차 값을 반영하여 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 재산출하고, 재산출된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 3D 레이더 물표 이미지 변환부로 전송하는 반사량 결정부를 포함한다.
또한, 레이더 물표의 송신 펄스폭을 산출하는 송신 펄스폭 산출부를 더 포함하며, 송신 펄스폭 산출부는 산출된 송신 펄스폭을 반사량 필터부로 전송한다.
또한, 제어부는 거리 및 방향 산출부 또는 반사량 보정값 산출부로부터 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 수신하는 레이더 물표 위치 산출부를 더 포함한다.
또한, 3D 레이더 물표 이미지 변환부는 반사량 결정부로부터 입력된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량에 대응하는 3D 레이더 물표 이미지 값을 산출하는 3D 레이더 물표 이미지값 산출부, 3D 레이더 물표 이미지값 산출부에서 산출된 3D 레이더 물표 이미지 값에 대응되는 3D 레이더 대응 물표 이미지를 데이터베이스부에 매칭 요청하는 3D 레이더 물표 이미지 요청부, 데이터베이스부로부터 3D 레이더 대응 물표 이미지를 수신하는 3D 레이더 물표 이미지 수신부, 레이더 물표 위치 산출부로부터 산출된 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 기초로 3D 레이더 대응 물표 이미지를 가공 출력하는 3D 레이더 물표 이미지 가공부를 포함한다.
또한, 데이터베이스부는 3D 레이더 물표 이미지 값에 대응되는 선박의 3D 이미지를 카테고리별로 저장한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하여 가시화함으로써 2차원 레이더 물표 이미지에 비해 좀 더 현실감 있고 실제적인 크기를 거리 및 방향에 따라 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 신호의 송출에 의해 반사된 레이더 물표(11,12)를 레이더 스크린(화면)에 표시한 것을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1에 비해 상대적으로 레이더 물표(11a)의 거리가 가까워져 2차원 레이더 물표 이미지가 더 커진것을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 물표 이미지 변환 장치의 구성을 대략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 1에 비해 레이더 물표(11b)의 거리가 동일하나 방향이 전환되어 동일 물표(11b)의 레이더 신호의 반사량이 단위면적당 더 많아지게 되는 것을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반사량 보정값 산출부 및 송신 펄스폭 산출부를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 레이더 물표 위치 산출부를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 물표 이미지 변환 장치는 육상 해상교통 관제 센터 등에 설치된 레이더를 활용하여 해역을 운항하는 물표의 2차원 이미지를 도출하고, 2차원 이미지를 3차원 이미지로 변환하여 해상 교통 관제사에게 가시화함으로써 해상 교통 관제사의 해상 교통관제에 도움을 줄 수 있는 장치이다. 일반적으로 대부분의 선박에는 AIS 식별장치가 부착되어 육상에 있는 해상 교통관제센터로 자동 전송되고, 이에 따라 해상 교통 관제사는 이러한 AIS 정보를 바탕으로 해역을 운항하는 선박의 안전한 교통 관제를 수행한다. 그러나 일부 또는 다수의 소형 선박에는 AIS 식별장치가 부착되어 있지 않기 때문에 해상 교통 관제사는 AIS 식별장치가 부착되지 않은 선박을 관제하기 위해서는 레이더에 의존하여 관제할 수 밖에 없고, 이러한 레이더에 의존한 관제는 레이더 스크린에 나타는 물표의 크기가 작기 때문에 종종 인간의 실수를 유발할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 육상의 해상 교통 관제 센터에 배치된 레이더로부터 반사된 물표의 2차원 이미지를 3차원 이미지로 변환하여 관제사에게 제공함으로써 해상 관제를 원활히 수행하도록 할 수 있는 장치이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 물표 이미지 변환 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 레이더는 레이더 신호를 360도 회전하며 전방위로 송출한다. 레이더 신호의 송출에 따라 물표로부터 반사된 레이더 신호를 분석함으로써 레이더 화면에 2D 이미지로 표시할 수 있다. 이때, 물표로부터의 거리가 가까울수록 2D 레이더 물표 이미지가 크고, 거리가 멀수록 2D 레이더 물표 이미지가 작게 레이더 화면에 표시된다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 제1 레이더 물표(11)가 제2 레이더 물표(12)에 비해 자선으로부터의 거리가 상대적으로 가깝기 때문에 좀 더 크게 2차원으로 표시된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 도 1의 위치에 있던 제1 레이더 물표(11)가 자선 측으로 더욱 가끼워졌기 때문에 도 1에 비해도 2의 제1 레이더 물표(12a)가 상대적으로 더 크게 2차원으로 표시된다. 또한, 레이더를 통해 타 선박의 진행 방위(또는 방향, BRG)와 타 선박과 자선과의 거리(RNG)를 알 수 있으며, 레이더의 종류에 따라 자선이 바라보는 타 선박의 방향(COG)등 다양한 레이더 정보를 얻을 수 있다.
한편, 일반적으로 선박에는 AIS 정보를 서로 주고받을 수 있는 장치가 구비되어 있으나 본 발명은 이러한 AIS 정보를 송출할 수 없는 소형 선박을 대상으로 레이더 신호만으로 레이더 물표를 3D로 변환하여 가시화하는 장치이다. 이렇게 레이더 신호를 이용하여 레이더 물표를 3D 이미지로 변환하여 해상 교통 관제사에게 표시해줌으로써 AIS 정보를 송출하지 못하는 소형 선박도 3차원 이미지의 가시화에 따라 원활히 관제할 수 있고, 좀 더 현실감 있게 해상 교통 관제사에게 물표를 가시화할 수 있다. 이를 위해 도 3, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 레이더부(100), 거리 및 방향 산출부(210), 레이더 신호 반사량 산출부(220), 송신 펄스폭 산출부(230), 반사량 보정값 산출부(240), 제어부(300), 2D 레이더 물표 표시부(410), 3D 레이더 물표 표시부(420), 및 데이터베이스부(500)를 대략 구비한다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참고하여 순차적으로 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 레이더부(100)는 레이더 신호를 해역으로 전방위로 송출한다. 레이더부(100)의 레이더 신호 송출에 따라 물표에 의해 반사된 반사 신호가 레이더부(100)에 수신된다. 이러한 레이더부(100)는 해상 교통 관제사가 위치한 육상의 해상 교통 관제 센터에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 레이더 물표정보 산출부(도면 미도시)는 반사된 레이더 신호를 수신받아 2차원 레이더 물표 정보와 3차원 레이더 물표 정보를 산출한다. 이를 위해 거리 및 방향 산출부(210), 레이더 신호 반사량 산출부(220), 송신 펄스폭 산출부(230), 및 반사량 보정값 산출부(240)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 거리 및 방향 산출부(210)는 반사된 레이더 신호를 이용하여 자선과 타선의 거리 및 타선의 방향을 산출한다. 산출된 거리 및 방향은 반사량 보정값 산출부(240)로 전송한다.
본 발명의 일실시예에 따른 레이더 신호 반사량 산출부(220)는 단위면적당 레이더 신호의 반사량을 산출하여 이를 반사량 보정값 산출부(240)로 전송한다.
한편, 레이더 물표정보 산출부는 레이더 신호 반사량 산출부와(220)와 거리 및 방향 산출부(210)를 통해 2차원 레이더 물표 정보를 산출한다. 즉, 2차원 레이더 물표 정보는 타 선박(또는 물표)과의 거리 및 타 선박(또는 물표)의 항행 방향과 단위면적당 레이더 신호의 반사량을 통해 산출된다. 산출된 2차원 레이더 물표 정보는 2차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)로 전송하며, 이차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)는 수신된 2차원 레이더 물표 정보를 활용하여 2차원 레이더 물표 이미지를 생성한다. 생성된 2차원 레이더 물표 이미지는 2D 레이더 물표 표시부(410) 즉, 해상 교통 관제사가 볼 수 있는 레이더 스크린으로 전송되어 2차원으로 레이더 물표(11,12)가 도 1 및 도 2와 같이 레어더 스크린에 표시된다.
한편, 레이더 반사 신호를 이용하여 2차원 레이더 물표 이미지를 표시하는 것과 달리 3차원 레이더 물표 이미지를 생성하기 위해서는 레이더 신호 반사량 산출부(220)에서 산출된 레이더 신호 반사량 만으로는 일예로서 도 4(도 1과 같이 자선과의 거리는 유사하나 방향을 선회하여 반사량이 단위면적당 크게 산출됨)에 도시된 바와 같이 물표의 레이더 반사량에 대한 노이즈 값이 포함될 수 있기 때문에 반사량을 정확히 도출해 낼 수 있는 반사량 보정값 산출부(240)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 반사량 보정값 산출부(240)는 레이더 신호 반사량 산출부(220)로부터 입력된 레이더 신호 반사량을 레이더 물표와의 거리 및 방향을 기준으로 보정하여 레이더 반사량 보정 값을 산출한다. 이를 위해 반사량 보정값 산출부(240)는 도 5에 도시된 바와 같이 반사량 수집부(241), 반사량 비교부(242), 반사량 필터부(243), 반사량 오차값 산출부(244), 반사량 결정부(245)를 포함한다.
반사량 수집부(241)는 레이더 신호 반사량 산출부(220)로부터 입력된 동일 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 기 설정된 시간 동안 또는 기 설정된 조건을 만족할 때까지 수집한다. 즉, 반사량 수집부(241)는 레이더 신호로부터 반사되는 각종 물표의 반사량을 동일 물표끼리 분리 저장한다. 따라서 제1 레이더 물표(11)를 통해 수신되는 레이더 반사량과 제2 레이더 물표(12)를 통해 수신되는 레이더 반사량을 각각 레이더 신호 반사량 산출부(220)로부터 수신하여 제1 반사량 집합 데이터(제1 레이더 물표에 대한 반사량 모음 데이터)와 제2 반사량 집합 데이터(제2 레이더 물표에 대한 반사량 모음 데이터)를 생성한다.
반사량 비교부(242)는 반사량 수집부(241)에서 제공된 동일 레이더 물표의 수집된 반사량을 서로 비교 평가한다. 즉, 제1 레이더 물표(11)를 통해 수집된 제1,2,3,….,n 레이더 신호의 반사량을 비교 평가한다. 제1 예로서 레이더 신호의 반사량 값이 전체적으로 유사한 경우와 제2 예로서 일부는 유사하고 나머지는 상대적으로 아주 크거나 작은 값일 경우에 이를 비교 평가한다. 제1 예와 같이 레이더 신호의 반사량 값이 전체적으로 유사한 경우에는 노이즈 값이 없다고 판단하며, 제2 예와 같이 레이더 신호의 반사량 값이 전체적으로 상당한 차이를 보이는 경우에는 노이즈 값이 끼어 있다고 판단할 수 있다. 이때, 제1 예와 같이 노이즈 값이 없다면 반사량 오차값 산출부(244)로 반사량 집합 데이터를 바로 전송하거나 또는 필요에 따라 반사량 필터부(243)로 전송하여 한 번 더 정규화한 후에 반사량 오차값 산출부(244)로 정규화한 반사량 집합 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 제2 예와 같이 노이즈 값이 있다고 판단하면 반사량 집합 데이터를 반사량 필터부(243)로 전송하여 필터링 한 후에 반사량 오차값 산출부(244)로 필터링한 반사량 집합 데이터를 전송한다.
반사량 필터부(243)는 반사량 비교부(242)에서 비교 평가한 반사량 집합 데이터에 노이즈가 없는 경우와 노이즈가 포함된 경우를 나누어 예시적으로 설명하기로 한다.
제1 예로서, 반사량 집합 데이터에 노이즈가 없다고 판단한 경우에는 반사량 집합 데이터를 정규화하여 정규화 반사량 집합 데이터를 반사량 오차값 산출부(244)로 전송한다. 정규화 반사량 집합 데이터는 일예로서 모든 반사량 집합 데이터를 평균한 평균값이거나, 또는 가장 큰 반사량 값과 가장 적은 반사량 값을 제외한 평균값일 수 있다.
제2 예로서, 반사량 집합 데이터에 노이즈가 있다고 판단한 경우에는 반사량 집합 데이터를 필터링한 필터링 반사량 집합 데이터를 반사량 오차값 산출부(244)로 전송한다. 도 4에 도시된 제1 레이더 물표(11b)와 도 1에 도시된 제1 레이더 물표(11)는 서로 동일 거리 또는 동일 방향에 위치하지만 도 4에 도시된 제1 레이더 물표(11b)로부터 반사량 값이 더 많이 산출된 경우에는 반사량 집합 데이터에 노이즈 값이 삽입될 수 있어 필터링이 필요하다. 일예로서 도 4의 제1 레이더 물표(11b)는 도 1의 제1 레이더 물표(11)에 비해 거의 동일 거리에 있지만 도 1의 제1 레이더 물표(11)는 레이더 신호의 송출 방향과 일직선상에 있고, 도 4의 제1 레이더 물표(11b)는 방향 전환에 의해 레이더 신호의 송출 방향과 수직 되어 레이더 반사 신호가 더 많이 잡힌 경우이다. 따라서 반사량 필터부(243)는 제2 예의 경우에 레이더 신호의 반사량을 필터링하기 위해 거리 및 방향 산출부(210)로부터 레이더 물표와의 거리 및 방향 정보를 입력받아 노이즈 데이터를 필터링한다. 즉, 반사량 비교부(242)로부터 수신받은 반사량 집합 데이터와 레이더 물표와의 거리 및 방향을 고려하여 기 정의된 기준을 따라 필터링한다. 즉, 반사량 필터부(243)는 거리 및 방향정보를 토대로 자선과의 거리가 동일하고 방향이 변화된 경우를 인식할 수 있으며, 이에 따라 갑자기 상대적으로 많이 증가한 반사량 데이터를 같은 시점에서 노이즈 값으로 필터링할 수 있다. 한편, 노이즈 필터링을 좀 더 정확히 하기 위해 송신 펄스폭 산출부(230)로부터 입력된 송신 펄스폭을 노이즈 필터링에 고려할 수 있다. 즉, 송신 펄스폭은 근거리의 경우에 좁게 하여 거리 분해능을 높이고 원거리의 경우에 넓게 사용한다. 이에 따라 동일 거리 및 동일 방향에서도 송신 펄스폭에 따라 반사량이 달라질 수 있으며, 이러한 송신 펄스폭을 고려하여 반사량을 필터링하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
반사량 오차값 산출부(244)는 반사량 필터부(243)에 의해 제공된 정규화되거나 필터링된(이하에서는 필터링으로 통일함) 동일 레이더 물표의 반사량 집합 데이터를 기초로 반사량 오차를 보정하기 위한 반사량 오차 값을 산출한다. 반사량 오차 값 또는 반사량 보정 값 산출은 일예로서 필터링된 반사량 집합 데이터와 데이터베이스부(500)에 기 매핑된 반사량 집합 데이터의 오차 값을 서로 매칭 비교하여 필터링된 반사량 집합 데이터에 상응하는 오차 값을 찾는다. 다른 예로서 반사량 오차값 산출부(244)는 필터링된 반사량 집합 데이터에 포함된 최고값, 평균값 또는 최소값 중 어느 하나의 값에 대응되는 오차 값을 찾을 수도 있다. 또 다른 예로서 거리 및 방향 산출부(210)에서 제공한 거리 및 방향 정보를 각 시점의 반사량 집합 데이터에 포함된 반사량 값에 매핑시켜 거리 및 방향에 따라 각 시점의 반사량 값의 보정 값을 달리 적용할 수 있다. 즉, 거의 동일한 거리에서 방향만 바뀐 경우와 그 이전 시점에서의 방향이 바뀌지 않은 경우의 반사량 값은 다를 수 있으며 이때에는 각 시점의 가중치 값을 서로 달리 적용하여 보정 값을 산출할 수 있다.
산출된 오차 값 또는 보정 값은 반사량 결정부(245)로 전송한다. 또한, 반사량 오차값 산출부(244)는 거리 및 방향 산출부(210)로부터 수신된 거리 및 방향 정보에 따라 오차 값을 변화시키지 않고 기존 오차 값을 유지하도록 할 수 있다. 즉, 일정 시점을 기준으로 레이더 물표의 거리 및 방향 변화가 없는데 반사량 필터부(243)를 통해 입력된 필터링된 레이더 물표의 반사량 집합 데이터가 증감할 수 있으며, 이때에는 레이더 물표의 거리 및 방향 정보를 고려하여 오차 값을 변화시키지 않고 이전의 기준 시점과 동일하게 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 매핑된 오차 값은 해역의 여러 가지 오차 환경 요소와 필터링된 반사량 집합 데이터의 반사량 값의 상대적 차이를 고려하여 데이터베이스부(500)에 매핑 저장된다.
반사량 결정부(245)는 반사량 오차 값 또는 반사량 보정 값을 반영하여 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 재산출하고, 재산출된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 3D 레이더 물표 이미지 변환부(320)로 전송한다.
한편, 상술한 바와 같이 레이더 신호 반사량 산출부(220), 거리 및 방향 산출부(210), 송신 펄스폭 산출부(230) 및 반사량 보정값 산출부(240)를 통해 3차원 레이더 물표 정보를 산출한다. 레이더 물표 정보는 반사량 결정부(245)에서 재산출된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량이다.
본 발명의 일실시예에 따른 제어부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 2차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)와 3차원 레이더 물표 이미지 변환부(320)를 포함하며, 필요에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 3차원 레이더 물표 위치 산출부(330)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 2차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)는 2차원 레이더 물표 정보 즉, 레이더 신호 반사량 산출부(220)에서 제공한 레이더 물표의 반사량 데이터를 기초로 2차원 레이더 물표 이미지를 생성 및 출력한다. 2차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)는 생성된 레이더 물표 이미지를 도 3에 도시된 2차원 레이더 물표 표시부(410)에 표시한다. 2차원 레이더 물표 표시부(410)는 레이더 화면일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 3D 레이더 물표 이미지 변환부(320)는 반사량 보정값 산출부(240)의 반사량 결정부(245)에서 전송한 3차원 레이더 물표 정보인 레이더 물표 반사량 값을 기초로 2차원 레이더 물표 이미지를 3차원 레이더 물표 이미지로 변환한다. 즉, 2차원 레이더 물표 이미지 산출부(310)는 레이더 신호 반사량 산출부(220)에서 산출한 값을 토대로 레이더 물표의 이차원 이미지를 생성 및 출력하고, 3차원 레이더 물표 이미지 변환부(320)는 반사량 결정부(245)에서 전송한 레이더 물표 반사량 값을 기초로 3차원 레이더 물표 이미지를 생성 및 출력한다. 이를 위해 3차원 레이더 물표 이미지 변환부(320)는 3차원 레이더 물표 이미지값 산출부, 3차원 레이더 물표 이미지 요청부, 3차원 레이더 물표 이미지 수신부, 3차원 레이더 물표 이미지 가공부, 3차원 레이더 물표 이미지 산출부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 3D 레이더 물표 이미지값 산출부(도면 미도시)는 반사량 결정부(245)로부터 입력된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량에 대응하는 3D 레이더 물표 이미지 값을 산출한다. 일예로서 3차원 레이더 물표 이미지 값은 데이터베이스부(500)에 기 매핑되어 있을 수 있으며, 레이더 신호 반사량과 3차원 레이더 물표 이미지 값이 서로 대응 매칭될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 3D 레이더 물표 이미지 요청부(도면 미도시)는 3D 레이더 물표 이미지값 산출부에서 산출된 3D 레이더 물표 이미지 값에 대응되는 3D 레이더 대응 물표 이미지를 데이터베이스부(500)에 매칭 요청한다.
본 발명의 일실시예에 따른 3D 레이더 물표 이미지 수신부(도면 미도시)는 데이터베이스부(500)로부터 3D 레이더 대응 물표 이미지를 수신한다.
한편, 수신된 3차원 레이더 대응 물표 이미지는 3차원으로 제작된 선박 이미지로서 3차원 이미지에 레이더 물표의 헤딩 방향을 추가적으로 렌더링하여 표시하기 위해 3차원 레이더 물표 위치 산출부(330)를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 3차원 레이더 물표 위치 산출부(330)는 거리 및 방향 산출부(210) 또는 반사량 보정값 산출부(240)로부터 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 수신한다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 레이더 물표 이미지 가공부(도면 미도시)는 레이더 물표 위치 산출부(330)로부터 산출된 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 기초로 3D 레이더 대응 물표 이미지를 가공 출력한다. 가공된 3차원 레이더 대응 물표 이미지는 대응하는 선박의 3차원 이미지와 선박의 방향이 3차원 이미지에 추가적으로 렌더링된 이미지이다. 따라서 가공된 3차원 이미지는 2차원 이미지에 비해 좀 더 현실감 있으면서 입체적이고 더 나아가 거리 및 방향이 접목된 이미지이다.
본 발명의 일실시예에 따른 3차원 레이더 물표 표시부(420)는 3차원 레이더 물표 이미지 가공부로부터 거리 및 방향이 가공된 3차원 이미지를 입력받아 3차원으로 영상을 표시한다. 즉, 3차원 레이더 물표 표시부(420)는 2차원 레이더 물표 표시부(420)인 레이더 스크린과 달리 3차원 이미지를 표시할 수 있는 3차원 레이더 영상 표시부일 수 있다. 3차원 레이더 영상 표시부(420)는 레이더 물표를 3차원으로 표시하는 것 이외에 레이더 신호로부터 스캔 된 다양한 물표를 3차원으로 표시할 수 있다. 이러한 3차원 영상은 해상 교통 관제사에게 제공되어 종래의 레이더 스크린으로만 해상 교통 관제를 하는 것에 비해 훨씬 더 원활한 해상 교통 관제를 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 데이터베이스부(500)는 3D 레이더 물표 이미지 값(또는 레이더 반사량 값)에 대응되는 선박의 3D 이미지를 유형별 또는 크기별로 저장하며, 본 발명에서 설명한 다양한 데이터를 저장한다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
11,11a,11b : 제1 레이더 물표
12 : 제2 레이더 물표
100 : 레이더부
210 : 거리 및 방향 산출부
220 : 레이더 신호 반사량 산출부
230 : 송신 펄스폭 산출부
240 : 반사량 보정값 산출부
241 : 반사량 수집부
242 : 반사량 비교부
243 : 반사량 필터부
244 : 반사량 오차값 산출부
245 : 반사량 결정부
300 : 제어부
310 : 2D 레이더 물표 이미지 산출부
320 : 3D 레이더 물표 이미지 변환부
330 : 3D 레이더 물표 이미지 산출부
410 : 2D 레이더 물표 표시부
420 : 3D 레이더 물표 표시부
500 : 데이터베이스부

Claims (9)

  1. 기 설정된 해역을 레이더를 통해 스캐닝하여 레이더 스캔 데이터를 생성하는 레이더부,
    상기 레이더 스캔 데이터를 수신받아 2차원 레이더 물표 정보와 3차원 레이더 물표 정보를 산출하는 레이더 물표정보 산출부,
    상기 2차원 레이더 물표 정보를 기초로 생성된 2차원 레이더 물표 이미지를 출력하고, 상기 3차원 레이더 물표 정보를 기초로 3차원 이미지로 변환 생성된 3차원 레이더 물표 이미지를 출력하는 제어부를 포함하며,
    AIS 정보를 공유할 수 없는 레이더 물표를 3차원 이미지로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이더 물표정보 산출부는,
    레이더 스캔을 통해 수집된 레이드 스캔 데이터를 이용하여 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 산출하는 레이더 신호 반사량 산출부,
    상기 레이더 신호 반사량을 기초로 상기 레이더 물표와의 거리 및 방향을 산출하는 거리 및 방향 산출부를 포함하며,
    상기 레이더 신호 반사량 산출부와 거리 및 방향 산출부를 통해 상기 2차원 레이더 물표 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레이더 물표정보 산출부는,
    상기 레이더 신호 반사량 산출부로부터 입력된 레이더 신호 반사량을 레이더 물표와의 거리 및 방향을 기준으로 보정하여 레이더 반사량 보정 값을 산출하는 반사량 보정값 산출부를 더 포함하며,
    상기 레이더 신호 반사량 산출부, 거리 및 방향 산출부, 및 반사량 보정값 산출부를 통해 상기 3차원 레이더 물표 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 2차원 레이더 물표 정보를 기초로 상기 2차원 레이더 물표 이미지를 생성 및 출력하는 2D 레이더 물표 이미지 산출부,
    상기 3차원 레이더 물표 정보를 기초로 상기 2차원 레이더 물표 이미지를 상기 3차원 레이더 물표 이미지로 변환하는 3D 레이더 물표 이미지 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사량 보정값 산출부는,
    상기 레이더 신호 반사량 산출부로부터 입력된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 기 설정된 시간동안 수집하는 반사량 수집부,
    상기 반사량 수집부에서 제공된 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 서로 비교 평가하는 반사량 비교부,
    레이더 물표와의 거리, 방향 및 송신 펄스폭을 포함한 적어도 어느 하나의 요인을 고려하여 상기 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 기 정의된 기준을 기초로 필터링 하는 반사량 필터부,
    상기 반사량 필터부에 의해 제공된 필터링된 동일 레이더 물표의 복수의 반사량을 기초로 반사량 오차를 보정하기 위한 반사량 오차 값을 산출하는 반사량 오차값 산출부,
    상기 반사량 오차 값을 반영하여 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 재산출하고, 재산출된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량을 상기 3D 레이더 물표 이미지 변환부로 전송하는 반사량 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레이더 물표의 송신 펄스폭을 산출하는 송신 펄스폭 산출부를 더 포함하며,
    상기 송신 펄스폭 산출부는 산출된 송신 펄스폭을 상기 반사량 필터부로 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 거리 및 방향 산출부 또는 상기 반사량 보정값 산출부로부터 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 수신하는 레이더 물표 위치 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 3D 레이더 물표 이미지 변환부는,
    상기 반사량 결정부로부터 입력된 레이더 물표의 레이더 신호 반사량에 대응하는 3D 레이더 물표 이미지 값을 산출하는 3D 레이더 물표 이미지값 산출부,
    상기 3D 레이더 물표 이미지값 산출부에서 산출된 3D 레이더 물표 이미지 값에 대응되는 3D 레이더 대응 물표 이미지를 데이터베이스부에 매칭 요청하는 3D 레이더 물표 이미지 요청부,
    상기 데이터베이스부로부터 3D 레이더 대응 물표 이미지를 수신하는 3D 레이더 물표 이미지 수신부,
    상기 레이더 물표 위치 산출부로부터 산출된 레이더 물표에 대한 거리 및 방향 정보를 기초로 상기 3D 레이더 대응 물표 이미지를 가공 출력하는 3D 레이더 물표 이미지 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터베이스부는,
    상기 3D 레이더 물표 이미지 값에 대응되는 선박의 3D 이미지를 카테고리별로 저장하는 것을 특징으로 하는 3차원 물표 이미지 변환 장치.
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